DE3150570C2

DE3150570C2 - Anordnung zum läuferfrequenzabhängigen Kurzschließen der Läufervorwiderstände für Antriebsmotoren

Info

Publication number: DE3150570C2
Application number: DE3150570A
Authority: DE
Inventors: Benno Ing. Grosser (grad.), 8451 Kümmersbruck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-10-27
Also published as: ZA829336B; EP0084109A1; EP0084109B1; DE3150570A1; DK561382A; CA1197283A; ATE19166T1; AU9166082A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Iäuferfrequenzabhängigen Kurzschließen der Läufervorwiderstände für Antriebsmotoren, insbesondere bei Hebezeugen, mittels einer ein Frequenzerfassungs- und ein Umformungsgerät aufweisenden Iäuferfrequenzabhängigen Torschaltung sowie einer Sollwertvorgabe und einer den Kurzschließbefehl erzeugenden Vergleichsschaltung.

Bei einer bekannten Anordnung der obengenannten Art (SIMOMAT B 7RP10) wird die Frequenz durch Aufladen eines Kondensators erfaßt, der auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden muß. Die vorgegebene Spannung entspricht hier der zu messenden Frequenz, d. h. der Sollwert muß hier vom Fachmann über Potentiometer und externe Spannungsmesser eingestellt werden. Es ist nicht ohne weiteres von außen her die einzustellende Läuferfrequenz erkennbar. Hierzu ist eine Zuordnungsliste von Läuferfrequenz zu zu messender Spannung notwendig. Hinzu kommt, daß ein bestimmter Innenwiderstand des Meßinstrumentes einzuhalten ist, um die Zuordnung zu gewährleiste·: Weiterhin sind bei derartigen Einstellungen die Toleranzen der Bauelemente allgemein zu berücksichtigen.

Aus der DE-AS 11 08 393 ist auch eine Anordnung zum Iäuferfrequenzabhängigen Kurzschließen der Läufervorwiderstände bei einem Antriebsmotor, insbesondere bei Hebezeugen (vgL Anspruch 1 und Sp. 3, ZeQe 27 bis 34) bekannt

Durch die Erfindung soll somit eine Anordnung der obengenannten Art geschaffen werden, die eine einfache und sichere Einstellung des Sollwertes und damit eine exaktere Funktion der Gesamtanordnung gewährleistet Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß die Torschaltung im offnungszustand eine feste Referenzfrequenz (Referenzfrequenzgenerator) auf einen Zähler freigibt der seinerseits die gezählten Perioden der Referensfrequenz über eine Matrixschaltung (Eprom) als digitalen Läuferfrequenzistwert der Vergleichsschaltung (Vergleicher) weitergibt und die Sollwertvorgabe digital von einstellbaren Codierschaltern an die Vergleichsschaltung erfolgt

Um auch den Istwert möglichst unabhängig von Toleranzen der Bauelemente wie Kondensatoren und Widerstände zu erfassen, ist es vorteilhaft, wenn die feste Referenzfrequenz von einem Quarzoszillator (Referenzfrequenzgenerator) erzeugt ist Um die erfindungsgemäße Anordnung mit einer geringen Anzahl von Bauteilen, insbesondere hinsichtlich der Matrixschaltung aufbauen zu können, ist es vorteilhaft wenn die Matrixschaltung von einem Eprom (Erasable programmable memory) gebildet ist Die Verwendung des Eprom erschließt andererseits die Möglichkeit die Referenzfrequenz zu erhöhen. Die Erhöhung der Referenzfrequenz erlaubt eine genauere Weitergabe der Läuferfrequenz von der Matrixschaltung aus, da der Eprom praktisch ohne Mehrkosten genügend Speicherplätze zur Verfugung hat Durch Erhöhung der Referenzfrequenz ist eine bessere Auflösung des Meßergebnisses erreichbar. Im Hinblick auf Speicherkosten und geforderte Genauigkeit bei der Erfassung der Läuferfrequenz hat sich eine Referenzfrequenz von 5 kHz als vorteilhaft erwiesen. Da beim Anlaufen des Antriebsmotors im Läufer nicht definierbare Frequenzgemische auftreten, die zur Auswertung der Läuferfrequenz nicht geeignet sind, ist es vorteilhaft, wenn der Kurzschließbefehl der Vergleichsschaltung (Vergleicher) durch eine Verzögerungsschaltung beeinflußbar ist. Um den Adressierbereich der Matrix nicht zu überschreiten, ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der gezählten Perioden der Referenzfrequenz auf einen maximalen Wert begrenzt ist Dieser maximale Wert wird im allgemeinen der Anzahl der Perioden der Referenzfrequenz während der maximalen öffnung der Torschaltung entsprechen.

Um weitere Schaltmittel zu vermeiden, d. h. bereits vorhandene Systeme verwenden zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Frequenzerfassungs- und Umformungsgerät und die Sollwertvorgabe mit der Vergleichsschaltung als Zusatzbaustein zu einer speicherprogrammierbaren Steuerung aufgebaut ist

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert.

Die in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellte Anordnung zum Iäuferfrequenzabhängigen Kurzschließen der Läuferwiderstände für Antriebsmotoren, die insbesondere für Hebezeuge von großem Interesse ist,

besteht aus dem Frequenzerfassungsgerät 1, dem die Läuferspannung 2 zugeführt wird. Das Umformungsgerät 3 besteht aus dem Zähler 4, dem Referenzfrequenzfenerator 5 sowie im vorliegenden Fall aus dem Eprom i 8. Die digitale Sollwertvorgabe 6 besteht im vorliegenden Fall aus vier zweistelligen Codierschakem 7. Die Codierschalter 7 sind BCD codiert (Binärcode-Dezimal), die über Leitungen 8 mit Vergleichern 10 zusammengeschaltet sind. Über die Leitungen 9 wird der Istwert vom Eprom 18 auf die Vergleicher 10 geschaltet. Sobald der Istwert den Sollwert unterschreitet, geben die Vergleicher 10 ein Signal an eine Decodierschaltung 11 für das Bussystem 12 einer frei programmierbaren Steuerung wie beispielsweise aus Betriebsanleitung Automatisierungsgerät SIMATlC S5-110 A bekannt

Eine Verzögerungsschaltung 13 sorgt über die Leitungen des Bussystems 12 abhängig vom Schaltzustand der Schaltgeräte für den Antriebsmotor Ober den Decoder 14 für eine Verzögerung des Ausgan^befehls der Decodierschaltung 11.

Zur Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgendes auszuführen: Das Frequenzumformungsgerät 1 formt die Leiterspannung in eine frequenzanaloge Rechteckspannung um. Die Eingangsstrombegrenzung des Frequenzerfassungsgerätes 1 erfolgt durch eine Drossel 15. Die Potentialtrennung zwischen Läuferspannung und der der Anordnung zugeführten Spannung erfolgt über einen nicht näher dargestellten Optokoppler. Um den Meßfehler möglichst gering zu halten, wird die Periodendauer der Läuferfrequenz von Beginn einer Vollwelle bis zum Beginn der nächsten Vollwelle gemessen. Über den Eingang 16 kann über einen Frequenzgenerator die Läuferspannung simuliert werden, so daß dieser Eingang als Testeingang vorgesehen werden kann. Der Ausgang des Frequenzumformungsgerätes 1 ist mit dem Eingang des Umformungsgerätes 3 verbunden. Dieses Eingangssignal gibt den Ausgang 17 des Referenzfrequenzgenerators nach Art einer Torschaltung frei, so daß entsprechend einer Periode der I-äuferspannung die Anzanl der Impulse des Referenzgenerators 5 durch den Zähler 4 gezählt werden kann, d. h. die Zahl der Impulse ist proportional der Periodendauer. Um das Meßergebnis in Hertz zu erhalten, ist es notwendig, die gemessene Periodendauer in Hertz umzuwandeln. Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Weitergabe der Periodendauer als Adresse an einen Epromspeicher. In diesem Speicherplatz steht BCD-codiert der Wert der Frequenz, die der Periodendauer entspricht Diese BCD-codierte Frequenz liegt nun an den Leitungen 9 an und wird in den Vergleichern 10 mit dem durch die Codierschalter 7 eingestellten Sollwert, der über die Leitung 8 dem Vergleicher zugeführt wird, verglichen und als Signal der Decodierschaltung 11 zugeführt, die ihrerseits das Signal über die Busleitung 12 der speicherprogrammierbaren Steuerung, gegebenenfalls nach Verzögerung durch die Verzögerungsschaltung 13, weitergibt an die für das Kurzschließen der Läuferwiderstände zuständigen Schaltgeräte.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, ein Meßergebnis, das praktisch unabhängig ist von Toleranzen irgendwelcher Kondensatoren oder Widerständen zu erhalten. Ebenso ist es für den Anwender ohne Spezialkenntnisse ohne Schwierigkeiten und Vorbildung möglich, den Sollwert mühelos einzustellen. Die Baugruppe kann direkt über das Bussystem bekannter speicherprogrammierbarer Steuerungen angesprochen und auch abgefragt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum iäuferfrequenzabhängigen Kurzschließen der Läufervorwiderstände eines Antriebsmotors, insbesondere bei Hebezeugen, mittels einer ein Frequenzerfassungs- und ein Umformungsgerät aufweisenden Iäuferfrequenzabhängigen Torschaltung sowie einer Sollwertvorgabe und einer den KurzschlieBbefehl erzeugenden Vergleichsschaltung, dadurch gekenn zeichnet, daß die Torschaltung im offnungszustand eine feste Referenzfrequenz (Referenzfrequenzgenerator 5) auf einen Zähler (4) freigibt, der seinerseits die gezählten Perioden der Referenzfrequenz über eine Matrixschaltung (Eprom 18) als digitalen Läuferfrequenzistwert der Vergleichsschaltung (Vergleicher 10) weitergibt und die Sollwertvorgabe (6) digital von einstellbaren Codierschaltern (7) -an die Vergleichsschaltung (10) erfolgt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Referenzfrequenz von einem Quarzoszillator (Referenzfrequenzgenerator 5) erzeugt ist

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixschaltung von einem Eprom (18) (Erasable programmable memory) gebildet ist

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzfrequenz 5 kHz beträgt

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließbefehl der Vergleichsschaltung (Vergleicher 10) durch eine Verzögerungsschaltung (13) beeinflußbar ist

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzerfassungs- (1) und Umformungsgerät (3) und die Sollwertvorgabe (6) mit der Vergleichsschaltung (10) als Zusatzbaustein zu einer speicherprogrammierbaren Steuerung aufgebaut ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der gezählten Perioden der Referenzfrequenz auf einen maximalen Wert begrenzt ist.

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